Biogenese neuartiger Membrankompartimente in Salmonella enterica-infizierten Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Hensel
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198065218

Der intrazelluläre Erreger Salmonella enterica vermehrt sich in einem besonderen Membrankompartiment, der "Salmonella-containing vacuole" (SCV). Mittels des SPI2-kodierten Typ-III-Sekretionssystems manipulieren intrazelluläre Salmonellen den Vesikeltransport ihrer Wirtszellen. Diese Aktivitäten führen zur Biogenese der SCV und zur Induktion eines umfangreichen, verbundenen Netzwerk tubulärer Vesikel, der "Salmonella-induced filaments" oder SIF. In der ersten Phase von SPP1580 haben wir einen Ansatz zur korrelativen Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM) lebender Zellen zur Untersuchung der SCV/SIF Biogenese entwickelt. Unsere Daten zeigen, dass SIF als Vesikel mit einer Membran entstehen, und sich dann zu Doppelmembran-Vesikeln entwickeln, die Zytoplasma und Zytoskelett-Filamente umschließen. Basierend auf diesen Daten beabsichtigen wir in der zweiten Phase von SPP1580 die physiologischen Konsequenzen der Bildung des SCV/SIF Netzwerks zu untersuchen. Die vorgesehenen Experimente untersuchen den Austausch von Membranmaterial und luminalen Inhalt, die Zugänglich von intrazelluläre Salmonellen zu endozytiertem Material, sowie den pH-Wert in der SCV. Weiterhin soll der CLEM-Ansatz zur Untersuchung des intrazellulären Lebensraums von anderen Wirtszellen von Salmonellen eingesetzt werden, besonders Makrophagen, polarisierte Epithelzellen und Dendritische Zellen. Als weiterer Ansatz zum Verständnis der Biogenese von SCV/SIF wurde ein neuer Ansatz zur Anreicherung von durch intrazelluläre Salmonellen manipulierte Wirtszellen-Membranen entwickelt. Das Proteome der "Salmonella-modified membranes" (SMM) wurde bestimmt und zeigte die Anwesenheit verschiedener kleiner GTPasen der Rab-Familie, Zytoskelett-Untereinheiten und Linker des F-Aktin-Zytoskelett an Membranen. Die Anwesenheit der diversen SMM-Proteine wurde durch Lebendzellmikroskopie bestätigt und weiterführende Arbeiten sollen die Dynamik der Interaktion untersuchen. Die funktionelle Bedeutung der SMM-Proteine soll durch Transfektion mit dominant-negativen Allelen oder siRNA-vermittelten knockdown der Kandidaten untersucht werden. Zum Verständnis der Biogenese von Doppelmembran-Vesikel soll die Beteiligung von Komponenten der Vesikel-Fusion-Komplexe, als auch die Rolle von Salmonella-Effektorproteinen analysiert werden. Die Kombination dieser Ansätze soll die einzigartige Manipulation des Endomembran-Systems der Wirtszelle durch intrazelluläre Salmonellen klären.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1580: Intracellular compartments as places of pathogen-host-interactions